科學家最近用量子電腦模擬運行了一個時間晶體，是至今為止世界上規模最大的一個，展示了量子電腦在模擬複雜理論方面的強大能力。
相對於尋常晶體在空間上呈周期性重複，時間晶體則在時間上呈周期性重複而呈現永動狀態。
什麼叫做用量子電腦模擬時間晶體？沒錯，兩者都是很抽象的物體。確切地說，它們都是量子力學範疇的物體。就像這個物質空間的一切物質都需要用這個空間的工具去製造一樣，科學家現在需要用量子世界的工具製造量子世界的物體。
量子電腦是使用量子力學規律建造的電腦。量子力學描述的是電子這一層級物質世界的規律。在這一層級的微觀世界中，如果你能看到它的實際情況，會發現觀測結果往往和它們的實際活動不一致。這種概念就像著名的薛定諤貓的思想實驗描述的那樣，盒子裏面的貓在某一個時間點有它確定的生死狀態，但是沒有打開盒子之前，你都無法知道。
時間晶體也是量子力學世界中的一種物體。早在十年前，理論物理學家弗蘭克·威爾切克（Frank Wilczek）構想了時間晶體的概念，認為存在一種物質，裏面的粒子所處的狀態在按照一定時間規律變換和重複。通常所謂的晶體，就是裏面的原子按照特定規律重複排布的物質，像鹽、雪花等物體，可以理解為內部的結構在空間上重複相同的規律。時間晶體裏面也有特定重複的結構，但是它按照一定的時間規律重複，可以理解為內部的結構在時間上重複相同的規律，所以被稱為時間晶體。
理論上說，這種物質又可以有很多不同的具體形式，比如內部的原子可以不停歇地振動、自旋，或先朝一個方向運動，之後朝另一個方向運動，但是這可以在不需要耗費能量的情況下進行，展現一種永動的神奇狀態。這打破了熱力學認知。
但是這沒關係，現在人們能夠接受的、打破常規認知的物體越來越多。比如超導體就是常聽說的一種違背常規認知的物體。超導體在極低溫或極高壓的情況下，將出現電阻為零的模式。超導體也是量子力學世界內的物體。
威爾切克在2012年提出時間晶體這種物質的概念後，直到2016年，一組科學家才設計出第一個構建時間晶體的藍圖，設計出其中一種形式的時間晶體。
當時，科學家發現，可以用量子比特模擬時間晶體的存在形態。比特是現代電腦的基礎信息單位，只有0和1兩種狀態；而量子比特就是量子電腦的基礎信息單位，除了0和1，還有量子的迭加態。當時，科學家用20個量子比特的晶片模擬了他們設計的時間晶體。
3月2日發表於《科學》（Science）子刊《科學進展》（Science Advances）上的一份研究，利用57個量子比特模擬了一個時間晶體，是之前模擬規模的近三倍。
具體地說，澳大利亞墨爾本大學（University of Melbourne）的幾位物理學家連線控制位於美國的一個IBM量子電腦，構建了這個時間晶體系統，能夠展現無需能量，按照時間周期重複某種循環的狀態。
研究者表示，這項實驗展示了時間晶體令人興奮的研究前景，特別是作為量子電腦存儲器方面的應用。不過還有很多工作要做。這個系統目前最多只能完成50次循環。
